Вопрос. Испытания на растяжение
При статических испытаниях на растяжение определяют величины, характеризующие прочность, пластичность и упругость материала. Испытания производятся на цилиндрических (или плоских) образцах с определенным соотношением между длиной l 0 и диаметром d 0. Образец растягивается под действием приложенной силы Р (рис. 1, а) до разрушения. Внешняя нагрузка вызывает в образце напряжение и деформацию.
После проведения испытаний определяются следующие характеристики механических свойств.
Предел упругости σу— это максимальное напряжение при котором в образце не возникают пластические деформации.
Относительное удлинение после разрыва δ— отношение приращения длины образца при растяжении к начальной длине l 0, %:
δ =[(l k- l 0)/ l 0]·100,
где l к — длина образца после разрыва.
Рис. 1. Статические испытания на растяжение:
Вопрос. Определение твердости
Твердость – это сопротивление материала проникновению в его поверхность стандартного тела (индентора), не деформирующегося при испытании.
Наибольшее распространение получили методы Бринелля, Роквелла, Виккерса.
Рис. 7.1. Схемы определения твердости: а – по Бринеллю; б – по Роквеллу;
в – по Виккерсу
Твердость по Бринеллю (ГОСТ 9012)
Метод Бринелля основан на вдавливании в поверхность металла стального закаленного шарика под действием определенной нагрузки. После снятия нагрузки в образце остается отпечаток. Полученный отпечаток измеряется в двух направлениях при помощи лупы Бринелля.
Твердость определяется как отношение приложенной нагрузки Р к сферической поверхности отпечатка F:
Число твердости по Бринеллю обозначается НВ.
Метод Роквелла ГОСТ 9013
Метод Роквелла основан на вдавливании в испытуемый образец закаленного стального шарика диаметром 1,6 мм (шкала В) или алмазного конуса с углом при вершине 120° (шкалы А и С). Вдавливание производится под действием двух нагрузок — предварительной равной 100 Н и окончательной равной 600, 1000. 1500 Н для шкал А, В и С соответственно. Число твердости по Роквеллу HRA, HRB и HRC определяется по разности глубин вдавливания.
Индентор для мягких материалов (до НВ 230) – стальной шарик диаметром 1/16” (
1,6 мм), для более твердых материалов – конус алмазный.
Нагружение осуществляется в два этапа. Сначала прикладывается предварительная нагрузка для плотного соприкосновения наконечника с образцом. Затем прикладывается основная нагрузка.
Метод Виккерса
В методе Виккерса применяют вдавливание алмазной четырехгрнной пирамиды с углом при вершине 136°. Число твердости по Виккерсу HV определяется отношением приложенной нагрузки к площади поверхности отпечатка.
Диагональ отпечатка d измеряется при помощи микроскопа.
Вопрос. Испытания на ударную вязкость
Вязкость – способность материала поглощать механическую энергию внешних сил за счет пластической деформации.
Ударная вязкость определяется работой A, затраченной на разрушение образца, отнесенной к площади его поперечною сечения F; Дж/м2:
KC = A/F
Испытания проводятся ударом специального маятникового копра. Для испытания применяется стандартный надрезанный образец, устанавливаемый на опорах копра. Маятник определенной массы наносит удар по стороне противоположной надрезу.
Ударная вязкость характеризует надежность материала, его способность сопротивляться хрупкому разрушению
Рис.7.3. Схема испытания на ударную вязкость: а – схема маятникового копра;
Ударная вязкость обозначается KCV. KCU. KCT. KC – символ ударной вязкости, третий символ показывает вид надреза: острый (V), с радиусом закругления (U), трещина (Т).
